摘 要:某电厂由于10kV母联保护定值整定不合理,导致厂变检修结束送电过程中10kV母联开关跳闸,造成机组跳闸事故。对此事故进行分析,通过原定值整定原则,找出定值整定不合理的原因,对新定值计算原则进行复核,检查新定值是否能规避隐性事故风险以满足实际运行的要求。
关键字:继电保护,定值
2020年1月6日14点50分35秒,某电厂#1厂变检修工作结束后恢复送电,#1厂变高压侧51T开关合闸过程中,10kV母联500开关跳闸、 #2发电机过频II段保护,导致#2机组跳闸。事件发生后,经过讨论分析,事件过程中保护动作正确,10kV母联开关跳闸原因为保护定值设置不合理所致。
1 事件发生前运行方式
事件发生前#1机组、#2主变、110kV乙线、110kV IIM停运;110kV甲线、110kV IM、#1主变、10kV母联500开关、#2机组运行。#2机组通过10kV母联500开关,经甲线上网。
2 事件经过
1月5日,#1厂变转检修进行工作,400V I段母线转由#0厂变供电。#1厂变工作内容为保护装置定值校验及高压预试,全部工作于当天15:18结束,#1厂变恢复至热备用状态。
1月6日14:40,运行人员计划恢复#1厂变运行。15:50:29,运行人员合上#1厂变高压侧51T开关。#1厂变高压开关合闸成功瞬间10kV母联500开关跳闸。14:50:35,#2机组过频II段保护动作,#2发电机出口开关跳闸,10kV II段母线失电,#2厂变低压开关、#0厂变低压开关失压脱扣,400V I、II段备自投闭锁,400V I、II段母线同时失电。#2炉引风机、一次风机、二次风机高压开关跳闸。
14:50:32运行人员断开#1厂变高压侧开关,就地检查#1厂变本体、10kV母联、10kV辅机开关保护装置动作情况。#1厂变高压开关保护装置无报警、本体无异常。10kV母联保护装置报过流I段保护动作、#2炉一次风机、二次风机、引风机保护装置报低电压保护动作。查看10kV母联开关保护定值,发现过流I段动作值为540A,时间为0.6S,结合事故前母联正常运行电流在450A以上的情况及各保护装置动作情况、考虑#1厂变充电励磁涌流,初步判定为10kV母联跳闸原因为过流I段保护定值设置偏小所致,计划对#1厂变试充电。
15:00:12运行人员合上#1厂变高压侧开关,#1厂变充电正常。
15:00:32 运行人员合上#1厂变低压侧开关,400V I段母线电压正常。15:01:07,合上400V II段备用进线042开关,400V II段由400V I段经400V 备用段供电。
15:09:40 运行人员检查10kV II段无异常后,合上10kV母联恢复10kV II段供电。随后逐步恢复厂用电。
18:22 #2发电机组并网成功。
3 保护动作情况
3.1 动作情况概述
(1)10kV母联500开关柜继保装置报过流I段动作。
(2)#2发电机保护屏报发电机过频II段保护动作、外部重动2跳闸。
(3)由于10kV II段失电导致#2炉一次风机、#2炉二次风机、#2炉引风机开关柜继保装置均报低电压保护动作。
3.2 #2发电机过频II段保护动作
(1)装置报文
图1 #2发电机保护装置报文
(3)分析: #2发电机过频II段动作原因为10kV母联开关跳闸导致机组甩负荷。过频II段动作结果为发电机出口开关、灭磁开关跳闸、自动主汽门关闭。
3.3 10kV母联过流保护I段
(1)装置报文
图3 10kV母联保护装置报文
(3)分析:母联动作值为541A,已达动作值540A,延时0.506s动作,已达动作时间0.5s,动作结果为10kV母联开关跳闸。因此10kV母联过流保护动作正确。
4 母联跳闸原因分析
#1厂变充电导致10kV母联跳闸分析如下所示:
10kV 母联保护原保护定值整定原则:
说明:10KV母联间隔配置PCS-9625保护测控装置,作为10KV相间保护及后备保护。
保护配置:相过流保护。
保护装置:保护(具有三相过流、零序保护等功能),电流互感器变比为1000/1,母联开关负荷电流按250A计算(根据负荷情况计算)
(1)按照躲过需要自启动电动机的最大启动电流之和整定。
灵敏度符合要求。
(4)动作时间整定:
考虑厂用电切换、系统振荡及电动机自启动过程的影响整定时间一般不小于0.5秒。出口方式:跳开关、闭锁快切。本定值取0.5s
由计算书可以看出,母联开关负荷电流按250A计算,未考虑发电机通过母联供电电流及厂变充电励磁涌流。(发电机额定电流为824.8A、厂变额定电流109.7A,变压器充电励磁涌流可达额定电流的6-8倍),因此该定值设置不合理。
本次#1厂变充电操作前,#2发电机组电流在450A以上,母联开关电流接近400A,#1厂变充电,母联开关电流在正常运行电流基础上叠加#1厂变励磁涌流,叠加后电流超出过流I段保护动作整定值。
5 应对解决措施
现对新版定值进行分析:
(1)10kV母联过流保护新版整定原则:
过流I段保护电流整定值
1)动作电流,按照与#1厂变过流I段保护定值配合整定:
上式中:Krel为可靠系数,取1.1;Iop.t为#1厂用变压器过流I段保护定值:Ir为联络线额定电流;Ir.t为联络线额定电流;动作时间:与#1厂用变压器过流I段保护时间配合,取0.3S;
2)动作电流,按照与#1厂变过流I段保护定值配合整定。
(2)厂变过流I段保护整定原则:
1)动作电流
a)按照躲开变压器低压侧母线最大三相短路电流整定:
(3)总结:由10kV母联过流I段保护整定原则可见,新定值已考虑厂变充电过程励磁涌流及发电机通过母联上网电流。
6 结论
本次的动作事件主要原因是10kV母联原保护定值不合理从而导致#1厂变充电过程中母联开关跳闸、#2机组甩负荷跳闸。新版定值整定合理,能规避同类隐性事故风险。